다음의 글은 유럽연합에서 진행하고 있는 EDIDP 프로그램 중 차세대 자체보호 시스템의 기본 설계까지 진행하는 CARMENTA 프로젝트에 대한 내용입니다.
유럽연합에서 투자하여 미래의 공중 플랫폼 자체 보호 시스템의 구조를 개발하려던 초기의 시도는 이제 중간 지점까지 도달하였다.
EDIDP(European Defence Industrial Development Programme) 하에 2021년도 시작한 CARMENTA SPS(Self-Protection Suite) 프로젝트는 고정익(전략적 수송기)과 회전익(전략적 수송과 공격 헬리콥터) 공중 플랫폼을 위한 유럽의 미래 자체보호 시스템 설계를 목표로 수립되었다.
810만 유로의 EU 교부금을 포함하여 1000만 유로 이하의 예산으로 30개월 동안 지속되는 이 프로젝트는 범 유럽 산업 컨소시엄(8개의 EU 산업 파트너를 포함)에서 제공하며 이탈리아의 Elettronica SpA. 가 조정을 담당하고 있다.
EDIDP 포트폴리오의 더 넓은 부분으로서 CARMENTA SPS 프로젝트는 많은 도전적인 과제를 해결하기 시작했다.
운용 요구도 측면에서부터 빠르게 발전하고 있는 대공 무기 시스템 위협과 기술적 진보에 직면해서 공중 플랫폼의 생존성을 향상시키는 것이 필요하다.
이 요구는 시스템 루프 내에서 사람의 부담을 줄이면서 진화하는 위협 기술에 적응하며 EO/IR과 RF 유도 위협에 효과적이고 빠르게 대응할 수 있는 방어 시스템의 확장을 요구한다.
이와 함께, CARMENTA는 또한 SPS 분야에서 유럽 산업과 지적 역량을 보호, 유지 및 개발을 추구한다.
이 프로젝트는 인공지능과 cognitive, 모듈식 설계와 개방형 구조를 통해 각자 나라의 고유 센서와 대응책을 통합할 수 있는 등의 혁신적인 기술과 기법을 개발하려고 한다.
게다가 EU에서 보유한 기술을 기반으로 한 이 프로젝트는 시스템 기반은 EU 설계 권한 하에 있게끔 한다.
CARMETA의 또 다른 목표는 EU 국가들에 걸친 중요 구성품과 기술의 활용성을 평가하고 제3 파트너들에 의존하는 영역은 어디인지 확인하는 것이다.
여기에는 유럽 방위청과 회원국 허가와 연계하여 EU국의 공급망 평가가 포함된다.
EDIDP의 목표
EDIDP는 EU가 후원하는 산업프로그램으로서 방위산업분야에서 경쟁력을 강화하고 혁신을 촉진하며 유럽의 전략적 자율성을 발전시키기 위해 고안되었다.
이는 몇 개의 목표로 세분화 된다.
방어 시스템과 기술 개발에 있어서 EU 회원국들 간의 협력을 촉진하는 것, 유럽 방산업체의 경쟁력을 지원하는 것, 국경 간 협력을 지원하고 개발하는 것 특히, 중소기업과 중자본 기업 간 협력을 지원하는 것, 방산과학과 기술, 연구로부터의 산출물 활용을 촉진하는 것이다.
덴마크와 프랑스, 독일, 이탈리아 그리고 스페인의 국방장관들은 모두 이 프로젝트 내에서 포함됨을 확인하는 문서에 서명하였으며 이들은 각기 운영적 요구와 제시된 시스템 개념의 최종 평가에 있어서 노력할 것이다.
EDIDP에 따르면 CARMENTA 프로젝트는 다섯 가지의 특별한 목표를 달성하기 위해 구성되었다.
첫 째는 차세대 “EU 주권” SPS 구조를 기본 설계 리뷰(PDR, Preliminary Design Review) 단계까지 성숙화시키는 것이다.
두 번째는 유럽 기술을 기반으로 설계를 개발하는 것이다.
세 번째는 EU 산업의 글로벌 경쟁력과 개발에 헌신하고 공중 생존성에 있어서 유럽의 자율성을 확보하는 것이다.
네 번째는 서로 다른 공중 탑재체와 연계된 제한점과 요구도를 고려한 모듈식 설계와 소형화된 자체 보호의 “system of system”을 설계하는 것이다.
다섯 번째는 자체보호 아키텍처가 기존의 헬리콥터와 고정익 항공기에도 적용될 수 있도록 표준화된 인터페이스를 활용하는 것이다.
이 프로젝트의 코디네이터로서 Elettronica는 18개의 파트너로 구성된 컨소시엄을 관리할 책임을 가지고 있다.
업체들은 Elettronica와 함께 Leonardo (이탈리아), Thales DMS (프랑스), Safran (프랑스), MBDA (프랑스), Indra (스페인), Airbus Defence & Space SAU (스페인), Airbus Helicopters (스페인), Hensoldt (독일), Airbus Defence & Space GmbH (독일), Saab Sensor Systems Germany GmbH (독일), Terma (덴마크), the Baltic Institute of Advanced Technology (리투아니아), and DA-Group (핀란드)등으로 구성된다.
위협 환경
CARMENTA는 빠르게 진화하는 위협을 배경으로 태동하였다.
스펙트럼의 한쪽 끝에서는 발전된 휴대용 대공 방어 시스템(MANPADS)이 국가 및 비국가에서 널리 퍼지고 있다.
MANPADS는 헬리콥터나 수송기와 같은 낮고 느린 항공기에 특히 위협이 되고 있다.
스펙트럼의 다른 한쪽 끝은 고도로 통합된 다중 층의 통합 대공 방어 시스템인 IADS이다.
이 복잡한 “system of system”은 증가된 넓은 주파수 커버 영역(장거리 HF와 VHF 레이다와 MMW seeker를 사용하는 미사일 위협)과 다양한 센서 형태(레이다, 수동형 RF, EO/IR), 그리고 광활한 그들의 탐색 범위와 교전 범위(일반적으로 수백 킬로미터)를 고려할 때 현재 특히 문제가 된다.
게다가 IADS는 점점 더 복잡해지고 탄력적이며 소프트웨어 정의의 시스템을 활용하여 빠르게 상황에 적응하고 새로운 파형으로 업그레이드된다.
이는 70년 이상 공중 대응책 개발을 조건으로 한 반응형, 위협 주도적인 방법은 이러한 발전된 위협에 효과적이지 못하다는 것을 의미한다.
또한 기존에 없었던 위협이 등장하였다.
예를 들면 지향 에너지 무기나 사이버 무기 시스템 그리고 무인기 등이다.
이러한 트렌드를 반영하고 고위 사용자들 요구사항으로부터 정보를 얻은 CARMENTA 프로젝트는 미래의 SPS 설계에 반영할 요구사항들을 이해하기 위해 비대칭과 과거 그리고 특이한 위협의 전 영역을 평가하고 있다.
여기서 원하는 최종 단계는 위협의 우선순위를 평가하고 적절한 대응책을 선정 및 작동, 효과도의 평가, 그리고 결과를 예측할 수 있는 고도로 자동화된 방어 제어기를 개발하는 것이다.
다양한 대응책들이 CARMENTA의 한 부분으로 고려되고 있다.
여기에는 Chaff와 Flare, 지향성 적외선 대응책, 그리고 RF 능동 소모성 디코이가 있다.
게다가 “인지적 행동(cognitive behaviors)”을 시스템에 이식하려 한다.
이는 복잡한 환경에서 기존에 보지 못했던 에미터나 에미터 모드에 대해 더 빠르고 효과적으로 반응하기 위해 인공지능과 기계학습 기술을 활용하여 센서의 동작을 지원하는 것이라 할 수 있다.
CARMENTA의 의도는 위협 환경에 적응할 수 있는 자체 보호 suite을 설계하고 개발하는 것이며 다양한 임무 조건에서 최적의 보호 기능을 제공하는 것이다.
이러한 이유로 주요 요구사항에는 모듈화와 연결성, 재구성 가능성, 적응성등이 있다.
그리고 SWaP-C 특성과 인터페이스를 가져야 한다.
상호운용성 또한 CARMENTA SPS의 또 다른 중요 인자이다.
이는 다중 플랫폼의 정보 교환과 자산 조정을 지원할 수 있는 구조로 설계된다.
이를 통해 임무 중 다이내믹한 시스템 관리가 가능하다.
또 다른 중요 요구도는 더 큰 표준을 개발하는 것이다.
기존의 플랫폼과의 상호호완성을 확보하기 위해 몇몇의 STANAG가 고려되고 있었으며 STANAG 4781는 그중 하나이다.
작업 패키지
CARMENTA의 작업 패키지는 컨소시엄 파트너들의 경험과 지식에 따라 나누어진다.
지적 자산의 보호를 위해 18개의 컨소시엄 멤버들은 프로젝트 내에서 개발된 새로운 기술이나 정보관리를 위한 법과 규정에 서명하였다.
SPS 구조와 기능 정의를 위해 운영 개념 이해 분석을 위한 선행 작업이 수행되었다.
이후 현재 활용할 수 있는 기술과 해결책을 기반으로 기능 분석, 기술 평가, 그리고 차이 분석이 이뤄졌다.
이러한 작업을 위해 컨소시엄은 현재 많은 후보 구조를 고려하고 있으며 관련된 플랫폼 통합 측면을 분석하고 시뮬레이션 환경에서 모델링과 확인을 수행하고 있다.
이 프로젝트는 시스템 레벨의 예비 설계를 정의하는데서 마무리될 것이다.
Airbus Defence & Space SAU사는 센서와 대응책, 그리고 EW 제어기 역할을 포함하여 주 SPS 특성을 모델링하는 일을 하고 있다.
이는 Safran Electronics & Defense사가 이끄는 전체 모델 프레임워크 하위의 여러 업무 중 하나이다.
SPS 모델은 다양한 SPS 구조의 성능을 평가하는 시뮬레이션 환경과 통합되며 최종 설계가 선택된다.
Elettronica에 따르면 CARMENTA 프로젝트는 현재 일정대로 진행되고 있으며 2024년 중반 최종 보고서가 제출될 것이라고 한다.
여기에는 PDR을 통한 시스템 설계뿐만 아니라 선택된 구조에 대한 개발 로드맵과 앞으로의 개발에 요구되는 핵심 기술들이 포함될 것이다.
출처 : The Journal of Electromagnetic Dominance, May 2023
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